Salah satu aspek yang sangat penting untuk mengetahui mutu dan kelas air

adalah aspek biologi. Seluruh kegiatan makhluk hidup yang ada di air maupun di

sekitar air akan mempengaruhi bagaimana kualitas air tersebut. Setiap hasil

pengukuran dan hasilnya akan pula mempengaruhi bagaimana kualitas air dari

suatu sumber air. Hingga akhirnya menjadi salah satu parameter yang penting

untuk menentukan kualitas dan kelas air tersebut.

Kandungan unsur biologi yang ada di air menjadi penting untuk diamati

guna menentukan bagaimana kualitas air tersebut dikarenakan bagaimana unsure

biologi itu nantinya mempengaruhi kehidupan makhluk hidup lainnya. Manusia

sebagai salah satu pengguna air itu sendiri memilki batasan – batasan tertentu

dimana tubuh manusia masih akan bisa menetralisir. Akan tetapi ketika batas

tersebut terlampaui, unsure biologi tersebut akan mmpengaruhi kondisi kesehatan

manusia itu sendiri.

Berikut adalah beberapa aspek biologi yang akan dibahas oleh penulis.

A. Mikroorganisme

Mikroorganisme adalah makhluk hidup penghuni yang umumnya bersel

satu dan tidak bisa dilihat dengan mata telanjang karena memiliki ukuran yang

sangat kecil. Terlalu kecil untuk bisa dilihat dengan mata telanjang.

Mikroorganisme bisa berada dimanapun dan hidup dimanapun sesuai dengan sifat

dan jenis dari mikroorganisme yang bersangkutan. Di udara, air, maupun tanah,

selalu ada mikroorganisme yang hidup disana.

Air yang menjadi salah satu tempat tinggal mikroorganisme tidak bisa

dihindari bahwa dimanapun air tersebut berada memiliki kemungkinan terdapat

mikroorganisme disana. Sehingga perlu untuk diteliti dan dilakukan pengetesan

untuk membuktikan apakah ada mikroorganisme yang hidup di air tersebut. Jika

pun ada, mikroorganisme apa yang ada pada air tersebut dan adakah kemungkinan

bahaya yang mungkin akan mempengaruhi sedikit atau keseluruhan organ dan

kesehatan manusia yang mengkonsumsinya.

Untuk parameter air, biasanya yang digunakan sebagai acuan adalah

bakteri dari jenis coliform. Bakteri tersebut berasal dari sumber yang sama dengan

organisme patogenik. Bakteri Koliform cukup mudah diidentifikasi dan pada

umumnya terdapat dalam jumlah yang lebih banyak dibandingkan dengan patogen

yang lebih berbahaya. Selain itu, karakteristik cara penanganan bakteri coliform di

lingkungan, instalasi pengolahan limbah serta instalasi pengolahan air memiliki

banyak kesamaan dengan banyak patogen. Oleh karena itu, pengujian keberadaan

bakteri coliform merupakan metode yang rasional sebagai indikasi keberadaan

bakteri patogen lain di lingkungan.

Pengujian pada bakteri coliform itu sendiri akan dibedakan menjadi 2 lagi

yaitu :

1. Total Coliform

Total Coliform merupakan Tes yang paling dasar untuk mendeteksi

kontaminasi bakteri dari pasokan air. Total Coliform termasuk dalam keluarga

Enterobacteriaceae dan genus Escherichia dengan karakteristik bakteri yang

mempunyai bentuk batang, gram negatif, sangat motil, tidak berspora, dan bersifat

aerobik fakultatif dengan memanfaatkan oksigen pada kondisi aerob dan

melakukan fermentasi pada kondisi anaerob.

Total coliforms: termasuk bakteri yang dapat ditemukan di lingkungan

tanah dan air yang telah terpengaruh oleh air permukaan serta limbah pembuangan

kotoran manusia dan hewan. Sehingga cakupannya luas dan bermacam – macam.

Total Coliform akan memperlihatkan bagaimana keberadaan bakteri patogen

lainnya. Sehingga ketika tes Total Coliform menunjukkan hasil yang sangat

banyak, maka bisa dipastikan terdapat berbagai bakteri patogen lainnya yang

dapat merusak dan mengganggu kehidupan organisme lain apabila mengkonsumsi

air tersebut.

Bakteri yang termasuk dalam Total Coliform akan memberikan efek dan

dampak yang tidak langsung. Tetapi ketika angkanya besar, besar kemungkinan

efek yang diakibatkan dari pengonsumsian air tersebut akan banyak. Umumnya

akan mengakibatkan lebih dari 1 keluhan yang terjadi setelah mengkonsumsi air

tersebut. Hal ini diakibatkan karena kemungkinan besar bukan hanya ada Bakteri

coliform saja di air tersebut tetapi ada bakteri patogen lain yang bisa jadi lebih

berbahaya apabila dikonsumsi dalam batasan tertentu.

Total coliform yang masih bersumber dari macam – macam sumber, dapat

sebagai indikasi bahwa pencemaran terjadi karena lingkungan. Entah itu karena

limbah yang dibuang oleh manusia, pembusukan hewan yang telah meninggal,

atau pencemaran lainnya.

2. Fecal Coliform

Fecal Coliform merupakan tes lanjutan setelah tes total coliform

dilakukan. Fecal coliform adalah kelompok total coliform yang pada umumnya

terdapat secara spesifik dalam saluran usus dan feses hewan berdarah panas

(warm-blooded animals). Karena sumber dari fecal coliform lebih spesifik

daripada sumber kelompok bakteri total coliform, pengujian fecal coliform

dianggap sebagai indikasi yang lebih akurat terhadap adanya kontaminasi limbah

kotoran hewan atau manusia daripada pengujian total coliform.

Sehingga dapat dipastikan apabila terdapat air yang banyak mengandung

fecal coliform, maka terdapat banyak pencemaran tinja di daerah tersebut.

Pengaruh dari pencemaran air oleh tinja ini akan dapat langsung dirasakan oleh

orang yang mengkonsumsi air tersebut dalam bentuk awal sakit perut. Konsumsi

yang berlebihan akan memberikan efek yang lebih parah seperti diare, thypus, dan

beberapa gangguan pencernaan lainnya.

Escherichia coli (E. coli) adalah spesies utama yang berada dalam

kelompok fecal coliform. Dari lima kelompok bakteri umum yang tergabung

dalam total coliform, hanya E.coli yang pada umumnya tidak ditemukan tumbuh

dan berkembang di lingkungan (yang tidak terkontaminasi). Oleh karena itu, E.

coli dianggap sebagai spesies bakteri coliform terbaik untuk digunakan sebagai

indikator terjadinya polusi limbah toilet serta kemungkinan adanya patogen.

Escheria coli , dengan nama aslinya Bacterium coli, diidentifikasi pertama

kali pada tahun 1885 oleh seorang dokter anak dari Jerman , Theodor Escherich.

E.coli terdistribusi sebagian besar pada usus besar manusia dan hewan berdarah

panas serta merupakan bakteri fakultatif anaerob yang sangat dominan pada usus

besar. Bakteri ini digunakan sebagai indikator dalam menganalisa bakteri fecal

coliform dalam air karena mampu bertahan hidup di luar sistem pencernaan.

E. coli terdapat pula pada usus besar manusia. Juga terdapat pula pada

feses yang dikeluarkan manusia, sehingga ketika manusia sering membuang feses

di daerah air seperti sungai, danau, laut dan tempat tempat air lainnya, dapat

dipastikan jumlah pencemaran E. coli akan bertambah. Sehingga air yang

digunakan sebagai pembuangan hajat, besar kemungkinan bahwa air tersebut

tidak layak untuk segera dikonsumsi. Kualitas dari air tersebut juga akan menurun

seiring dengan banyaknya feses yang terbuang dan banyaknya E. coli yang ada

pada air tersebut.

Karakteristik fermentasi yang dilakukan E.coli adalah sebagai berikut :

Mengubah piruvat menjadi asetil-CoA dan formate.

Mereduksi asetil-CoA menjadi etanol.

Tidak mampu untuk mengubah piruvat menjadi asetonin dan 2,3-

butanediol.

Mengubah formate menjadi karbondioksida dan hydrogen.

Perubahan formate menjadi karbon dioksida dan hidrogen hanya terjadi

pada kondisi anaerobik dan memerlukan enzim formate lyase sebagai

katalis reaksi.

2 jenis coliform tersebut akan mempresentasikan bagaimana kondisi air di

suatu daerah tertentu. Sehingga ketika semakin banyak jumlah bakteri coliform

yang ada pada suatu daerah air tertentu, maka semakin besar pencemaran yang

terjadi di daerah itu. Dapat dipastikan juga semakin turun kelas air yang ada pada

daerah itu. Sehingga keamanan untuk dikonsumsi harus dites ulang dan diolah

ulang.

Pada umumnya memang bakteri coliform itu sendiri pertumbuhannya

dapat di hambat dengan mendidihkan air tersebut, tetapi hal tersebut masih belum

bisa membunuh 100% bakteri patogen yang ada pada air tersebut. Jadi perlu ada

beberapa metode yang lain yang lebih memaksimalkan pengolahan air tersebut.

Untuk mengetes Total coliform dan Fecal Coliform, dapat dilakukan

dengan metode berikut ini.

Metode MPN

Metode perhitungan MPN memiliki prinsip kerja dengan menggunakan

larutan sebagai media pertumbuhan atau disebut sebagai media cair (broth) yang

ditempatkan dalam tabung reaksi. Hasil perhitungannya dilakukan dengan melihat

jumlah tabung yang positif gas. Umumnya setiap pengenceran digunakan 3-5

buah tabung. Lebih banyak tabung yang digunakan menunjukan ketelitian yang

lebih tinggi.

Pengenceran harus dilakukan sedemikian rupa sehingga beberapa tabung

ditumbuhi satu sel saja sedangkan tabung lain tidak mengandung sel. Setelah

inkubasi diharapkan pada beberapa tabung terjadi pertumbuhan (+) sedangkan

lainnya (-).  Pemilihan kombinasi yaitu berdasrkan pada pengenceran terakhir

dimana semua tabung memberikan reasi positif, kemudian diambil dua

pengenceran berikutnya.

Perhitungan koloni bakteri berdasarkan atas  aktivitas bakteri tersebut

dalam melakukan metabolisme. Metode ini disebut juga sebagai APM (Most

Probable Number). Bahan uji yang akan dihitung populasi diencerkan beberapa

kali, dilanjutkan dengan inokulasi hasil pengenceran tersebut dalam media

tertentu yang dapat mendeteksi adanya aktifitas metabolisme bakteri uji. Hasil

yang diperoleh kemudian dirujuk pada table APM atau MPN, sehingga populasi

dapat diketahui dengan pendekatan tersebut.

Metode APM atau MPN sering dipakai untuk menghitung jumlah populasi

bakteri E.coli dalam air limbah, karena kemampuannya dalam melakukan

fermentasi dalam substrat media cair lactose Broth. Metabolitnya berupa gas

karbon dioksida yang akan terperangkap dalam tabung Durham yang sengaja

dimasukan dalam tabung reaksinya dengan posisi terbalik.

Nilai MPN adalah perkiraan jumlah unit tumbuh (growth unit) atau unit

pembentuk-koloni (colony-forming unit) dalam sampel. Namun, pada umumnya,

nilai MPN juga diartikan sebagai perkiraan jumlah individu bakteri. Satuan yang

digunakan, umumnya per 100 mL atau per gram. Jadi misalnya terdapat nilai

MPN 10/g dalam sebuah sampel air, artinya dalam sampel air tersebut

diperkirakan setidaknya mengandung 10 coliform pada setiap gramnya. Makin

kecil nilai MPN, maka air tersebut makin tinggi kualitasnya, dan makin layak

minum. Metode MPN memiliki limit kepercayaan 95 persen sehingga pada setiap

nilai MPN, terdapat jangkauan nilai MPN terendah dan nilai MPN tertinggi.

Metode MPN terdiri dari tiga tahap, yaitu uji pendugaan (presumtive test),

uji konfirmasi (confirmed test), dan uji kelengkapan (completed test). Dalam uji

tahap pertama, keberadaan coliform masih dalam tingkat probabilitas rendah;

masih dalam dugaan. Uji ini mendeteksi sifat fermentatif coliform dalam sampel.

Karena beberapa jenis bakteri selain coliform juga memiliki sifat fermentatif,

diperlukan uji konfirmasi untuk mengetes kembali kebenaran adanya coliform

dengan bantuan medium selektif diferensial. Uji kelengkapan kembali

meyakinkan hasil tes uji konfirmasi dengan mendeteksi sifat fermentatif dan

pengamatan mikroskop terhadap ciri-ciri coliform: berbentuk batang, Gram

negatif, tidak-berspora. Adapun ragamnya yaitu:

Ada 3 ragam yang biasanya dipakai pada pemeriksaan MPN yaitu :

1. Ragam 511

-        5 tabung yang berisi LB double x 10 ml

-        1 tabung yang berisi LB single x 1 ml

-        1 tabung yang berisi LB single x 0,1 ml

2. Ragam 555

-      5 tabung yang berisi LB double x 10 ml

-      5 tabung yang berisi LB single x 1 ml

-      5 tabung yang berisi LB single x 0,1 ml

3. Ragam 333

-      3 tabung yang berisi LB double x 10 ml

-      3 tabung yang berisi LB single x 1 ml

-      3 tabung yang berisi LB single x 0,1 ml

Gangguan yang dapat menyebabkan ketidakakuratan hasil analisa coliform

dalam air minum adalah adanya konsentrasi sisa klor dalam air. Klor dapat

membunuh bakteri sehingga dapat mengganggu analisa coliform. Pada air yang

mengandung klor, sebelum analisa harus ditambahkan 0,1 ml larutan pereduksi

per 125 ml contoh air. Larutan pereduksi yang digunakan adalah 10 gram Na2S2O4

per 100 ml air suling yang steril. Dengan penambahan larutan ini, kadar residu

klor dapat dinetralkan sampai 15 mg Cl2/l. Jika contoh air mengandung logam

berat seperti Cu2+ dan Cr (VI) dengan kadar lebih dari 0,01 mg/l, diperlukan

penambahan larutan EDTA 0,15 g/ml sebanyak 3 ml dalam contoh air.

Jumlah Perkiraan Terdekat (JPT) bakteri Coliform/100 cc air digunakan

sebagai indikator kelompok mikrobiologis. Suatu bakteri dapat dijadikan indikator

bagi kelompok lain yang patogen didasarkan atas beberapa hal sebagai berikut :

Bakteri tersebut harus tidak patogen.

Harus berada di air apabila kuman patogen juga ada atau mungkin sekali

ada, dan terdapat dalam jumlah yang jauh lebih besar.

Jumlah kuman indikator harus dapat dikorelasikan dengan probabilitas

adanya kuman patogen.

Mudah dan cepat dapat dikenali dengan cara laboratoris yang murah.

Harus dapat dikuantifikasi dalam tes laboratoris.

Tidak berkembang biak apabila kuman patogen tidak berkembang biak.

Dapat bertahan lebih lama daripada kuman patogen di dalam di

lingkungan yang tidak menguntungkan.

Namun demikian, terdapat berbagai kelemahan pada bakteri Coliform yang

mungkin sekali perlu diubah, antara lain sebagai berikut :

Tidak sepenuhnya apatogen.

Tidak semua bakteri Coliform berasal dari usus manusia, dapat berasal

dari hewan dan bahkan ada yang hidup bebas. Oleh karena itu terdapat tes

lanjutan yang bertujuan untuk memeriksa E. coli yang pasti berasal dari

tinja.

Tidak sepenuhnya dapat mewakili virus karena Coliform musnah lebih

dahulu oleh khlor sedangkan virus tidak. Kista amoeba dan telur cacing

juga tahan lebih lama di dalam saluran air bersih dibandingkan bakteri

Coliform.

Bakteri Coliform dapat berkembang biak dalam air walaupun secara

terbatas.

Untuk mencegah kontaminasi pada contoh air, dilakukan sterilisasi terhadap

semua peralatan yang digunakan dalam pemeriksaan Coliform. Beberapa cara

sterilisasi adalah sebagai berikut :

Autoklave

Sterilisasi terjadi setelah suhu mencapai 120 oC atau tekanan uap mencapai

1,2 kg/cm2 selama 20 menit. Sebelum dimasukkan, benda-benda yang akan

disterilisasi dibungkus dengan kertas koran atau kertas kraft sulfat yang berwarna

coklat. Cara meletakkan benda-benda dalam autoklave harus diatur sehingga

semua permukaan dan ujung yang akan disterilisasikan tercapai oleh suhu dan

tutup harus dilepaskan dari botol yang akan disterilisasikan, namun air kondensasi

tidak boleh tertinggal di dalam botol, gelas, atau beker.

Oven

Bakteri dapat dibasmi oleh panas dalam oven. Efisiensi akan tercapai

dengan baik setelah suhu mencapai 150 oC dalam waktu 8 jam.

Cara Kimiawi

Cara ini digunakan untuk menstrerilkan benda-benda yang terbuat dari

plastik yang tidak tahan suhu tinggi. Cara kimiawi yang sederhana adalah dengan

mengusapkan larutan 60 % etanol dan 40 % air suling, pada permukaan benda

kemudian mengeringkan dalam oven pada suhu 60 oC selama 1/2 sampai 1 jam.

Sinar Ultra Ungu (Ultra Violet)

Sinar ultra ungu mempunyai daya desinfeksi terhadap bakteri dan kuman.

Peralatan laboratorium, terutama yang tidak tahan suhu tinggi dapat disterilkan di

bawah sinar lampu UV selama 1/2 jam. Cara sterilisasi ini cukup efisien dan

sederhana, khususnya bagi peralatan kecil yang diperlukan setiap waktu.

Pendidihan

Cairan, terutama air (pelarut) disterilkan dengan pendidihan selama 10

menit. Gelas, beker, pipet, dan sebagainya dapat dipegang bagian luarnya tanpa

ada bahaya pencemaran pada bagian dalam (bakteri tidak dapat berpindah

sendiri).

Hal – hal lain yang perlu diperhatikan agar mutu hasil tes mikrobiologis terjamin

adalah sebagai berikut :

Tempat / meja kerja harus bersih, tidak ada lubang dimana kotoran atau

debu dapat tertangkap.

Permukaan tempat/meja kerja sebaiknya rata, dapat terbuat dari plastik

yang kuat dan keras, formika, dan sebagainya. Bila perlu, tes analisa

dilakukan di atas baki plastik.

Ruang kerja dan sekitarnya harus bebas dari angin yang dapat

memindahkan bakteri yang menempel pada partikel debu.

Metoda Most Probable Number

Metoda Most Probable Number merupakan metoda statistik untuk

mengetahui kandungan Coliform pada air dengan melalui beberapa tahap

pengujian yaitu :

Uji penduga (presumptive test)

Dalam uji ini, 3 tabung medium kaldu laktosa diinokulasi dengan 0,1 ml

contoh air, 3 tabung medium kaldu laktosa diinokulasi dengan 1 ml contoh air,

dan 3 tabung medium kaldu laktosa ganda diinokulasi dengan 10 ml contoh air.

Setelah itu, semua biakan diinkubasi selama 1-3 hari pada suhu 37 oC, kemudian

ditentukan tabung yang menandakan reaksi positif atas keberadaan coliform.

Reaksi positif coliform ditandai dengan difermentasinya laktosa sehingga terjadi

perubahan warna dari ungu menjadi kuning dan juga ditandai dengan

dihasilkannya gas CO2.

Uji ketetapan (confirmed test)

Uji ketetapan dilakukan untuk memperoleh hasil yang lebih pasti dari uji

penduga bahwa bakteri yang ada memang merupakan bakteri coliform. Reaksi

positif dari keberadaan coliform ditunjukkan dengan adanya pembentukan gas

pada tabung durham. Untuk penghitungan jumlah fecal coliform, suspensi tabung

reaksi positif pada uji penduga diinokulasikan pada tabung berisi medium EC

kemudian diinkubasi pada suhu 44,5 oC selama 2 hari. Reaksi positif keberadaan

fecal coliform ditunjukkan dengan keruhnya medium EC dan juga adanya

pembentukan gas pada tabung durham.

Uji kelengkapan (completed test)

Tes ini dilakukan untuk menghitung jumlah E.coli yang ada dengan cara

menggoreskan (streak plate) suspensi yang menunjukkan reaksi positif pada uji

ketetapan pada medium EMB Agar kemudian diinokulasikan selama 18-24 jam

pada suhu 37 oC. Pewarnaan gram dilakukan pada koloni yang dicurigai

merupakan E.coli (koloni berwarna gelap dan rata dengan atau tanpa kilatan

metalik). Reaksi positif keberadaan bakteri E.coli ditunjukkan dengan :

Fermentasi laktosa dengan pembentukan gas selama 2 hari (suhu 35 oC).

Tampil sebagai bakteri gram negatif berbentuk batang bulat, berwarna

metah muda, dan tidak membentuk spora.

Dicari oleh

1. Yuangga Rizky Illahi 145060400111003

2. Hafidh Burhan Azwar 145060400111021

3. Yoga Okta Wardana 145060400111028

B. Radioaktif

Radioaktif adalah bahan yang terkontaminasi dengan radio isotop yang berasal

dari penggunaan medis atau riset radio nukleida. Limbah ini dapat berasal dari

antara lain : tindakan kedokteran nuklir, radio-imunoassay dan bakteriologis;

dapat berbentuk padat, cair atau gas. Selain sampah klinis, dari kegiatan

penunjang rumah sakit juga menghasilkan sampah non klinis atau dapat disebut

juga sampah non medis. Sampah non medis ini bisa berasal dari

kantor/administrasi kertas, unit pelayanan (berupa karton, kaleng, botol), sampah

dari ruang pasien, sisa makanan buangan; sampah dapur (sisa pembungkus, sisa

makanan/bahanmakanan, sayur dan lain-lain). Limbah cair yang dihasilkan rumah

sakit mempunyai karakteristik tertentu baik fisik, kimia dan biologi. Limbah

rumah sakit bisa mengandung bermacam-macam mikroorganisme, tergantung

pada jenis rumah sakit, tingkat pengolahan yang dilakukan sebelum dibuang dan

jenis sarana yang ada (laboratorium, klinik dll). Tentu saja dari jenis-jenis

mikroorganisme tersebut ada yang bersifat patogen. Limbah rumah sakit seperti

halnya limbah lain akanmengandung bahan-bahan organik dan anorganik, yang

tingkat kandungannya dapat ditentukan dengan uji air kotor pada umumnya

seperti BOD, COD, TTS, pH, mikrobiologik, dan lain-lain.

Sinar-sinar radioaktif mempunyai sifat-sifat:

1. Dapat menembus kertas atau lempengan logam tipis.

2. Dapat mengionkan gas yang disinari.

3. Dapat menghitamkan pelat film.

4. Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (fluoresensi).

5. Dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar, yaitu

sinar α, β, dan γ.

1. Sinar Alfa (α)

Sinar alfa merupakan radiasi partikel bermuatan positif. Partikel ini

samadengan inti helium bermuatan +2e– dan bermassa 4 sma. Partikel ini

merupakan gabungan dari 2 proton dan 2 neutron. Pemancaran sinar alfa

menyebabkan nomor atom berkurang dua, sedangkan nomor massa berkurang

empat. Sinar alfa dipancarkan oleh inti dengan kecepatan sekitar kecepatan

cahaya. Oleh karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar ini paling

lemah di antara sinar radioaktif, namun mempunyai daya pengion yang paling

kuat. Sinar ini dibelokkan oleh medan magnet ke arah kutub negatif.

2. Sinar Beta (β)

Sinar beta adalah berkas elektron yang berasal dari inti atom dan

bermuatan negatif . Oleh karena sangat kecil, partikel ini dapat dianggap tidak

bermassa.Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar

daripada sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Dalam medan magnet,

sinar ini membelok ke arah kutub positif. Sinar beta disebut juga elektron

berkecepatan tinggi karena bergerak dengan kecepatan tinggi.

3. Sinar Gama (γ)

Sinar gama merupakan radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak

bermuatan dan tidak bermassa,Sinar ini dihasilkan oleh inti yang tereksitasi,

biasanya mengikuti pemancaran sinar beta atau alfa. Sinar gama memiliki daya

tembus yang sangat besar, paling besar di antara sinar radioaktif tetapi daya

pengionnya paling lemah. Sinar ini tidak bermuatan listrik sehingga tidak dapat

dibelokkan oleh medan listrik.

Dampak Radioaktif

Pengertian atau arti definisi pencemaran radioaktif adalah suatu pencemaran

lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan

reaktor-reaktor atom serta bom atom. Yang paling berbahaya dari pencemaran

radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat

membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron

yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar lingkungan yang biasa

ditemukan adalah 90SR merupakan karsinogen tulang dan 131J.

Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya

biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola

reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan

maupun hewan atau binatang.

Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia

seperti berikut di bawah ini :

1. Pusing-pusing

2. Nafsu makan berkurang atau hilang

3. Terjadi diare

4. Badan panas atau demam

5. Berat badan turun

6. Kanker darah atau leukemia

7. Meningkatnya denyut jantung atau nadi

8. Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat

sel darah putih   yang jumlahnya berkurang.           

Limbah radioaktif berasal dari setiap pemanfaatan tenaga nuklir, baik

pemanfaatan untuk pembangkitan daya listrik menggunakan reaktor nuklir,

maupun pemanfaatan tenaga nuklir untuk keperluan industri dan rumah sakit.

Cara mengelola limbah radioaktif adalah Limbah radioaktif dikelola sedemikian

rupa sehingga tidak membahayakan masyarakat, pekerja dan lingkungan, baik

untuk generasi sekarang maupun generasi yang akan datang. Cara pengelolaannya

dengan mengisolasi limbah tersebut dalam suatu wadah yang dirancang tahan

lama yang ditempatkan dalam suatu gedung penyimpanan sementara sebelum

ditetapkan suatu lokasi penyimpanan permanennya. Apabila dimungkinkan

pengurangan volume limbah maka dilakukan proses reduksi volume, misalnya

menggunakan evaporator untuk limbah cair, pembakaran untuk limbah padat

maupun cair yang dibakar, ataupun pemanfaatan untuk limbah padat yang bisa

dimanfaatkan. 

1. Manfaat Radioaktif

1. Bidang Kedokteran

Penggunaan radioaktif untuk kesehatan sudah sangat banyak, dan

sudah berapa juta orang di dunia yang terselamatkan karena

pemanfaatan radioaktif ini. Sebagai contoh sinar X untuk penghancur

tumor atau untuk foto tulang. Berdasarkan radiasinya:

a. Sterilisasi radiasi. 

Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme

sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran.

Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan

jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan

bahan kimia), yaitu sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam

mematikan mikroorganisme, sterilisasi radiasi tidak meninggalkan

residu bahan kimia. Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka

alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan

terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulu

baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada

kemungkinan terkena bibit penyakit.

b. Terapi tumor atau kanker. 

Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi.

Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh

radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih

mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat

dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel

kanker tersebut.

c. Penentuan Kerapatan Tulang Dengan Bone Densitometer

Pengukuran kerapatan tulang dilakukan dengan cara menyinari

tulang dengan radiasi gamma atau sinar-X. Berdasarkan banyaknya

radiasi gamma atau sinar-X yang diserap oleh tulang yang

diperiksa maka dapat ditentukan konsentrasi mineral kalsium

dalam tulang. Perhitungan tersebut dilakukan oleh komputer yang

dipasang pada suatu alat dengan nama bone densitometer. Teknik

ini sangat bermanfaat guna membantu mendiagnosis pada

kekeroposan tulang (osteoporosis) yang sering menyerang wanita

pada usia menopause (mati haid).

2. Bidang Hidrologi

a. Mempelajari kecepatan aliran sungai.

b.  Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

3. Bidang Biologis 

a. Mempelajari kesetimbangan dinamis.

b. Mempelajari reaksi pengesteran.

c.  Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

4. Bidang Pertanian 

a. Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama

kubis

b. Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi

c. Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh :

kentang dan bawang.

5. Bidang Industri 

a. Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam

b. Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam

c. Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni

d. Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat

tekstil

e. Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama

mesin bekerja.

Metode Tritium

1. Tritium, metode radioaktifitas untuk menentukan umur air tamah

Metode radioaktifitas yang banyak digunakan dalam pengukuran umur air tanah

adalah menggunakan isotop dengan waktu paruh yang panjang, misalnya 14C,

38Cl, 39Ar dan 81Kr untuk penanggalan umur air tanah tua (paleogroundwater).

Isotop dengan umur pendek seperti, 3H, 32Si, 37Ar, 85Kr dan 222Rn digunakan

untuk pengukuran umur air tanah modern.

Tritium di lingkungan salah satunya merupakan hasil samping operasi reaktor

nuklir. Pendingin reaktor menghasilkan Tritium kurang lebih 1,850 sampai

3,700×1013 dan 5,4×1016 Bq/tahun untuk setiap 1000MWe. Secara alamiah

maupun yang hasil produksi fasilitas nuklir, Tritium terdapat dalam bentuk

molekul air (HTO), gas Tritium (HT) dan gas metana (CH3T)

Air tanah modern merupakan air tanah yang meresap dalam kurun beberapa

decade yang lalu dan aktif dalam siklus hidrogeologi. Penentuan umur air tanah

menggunakan metode radioaktifitas Tritium dapat digunakan untuk melakukan

analaisis daerah pengisian (recharge area), pemetaan pola gerakan air tanah dan

fluktiasi musiman seperti yang pernah dilakukan di cekungan Surakarta (Solo

upper basin)

Sebagai salah satu isotop hidrogen yang bersifat radioaktif. Tritium, secara

kimia sama dengan hidrogen yang dengan kelebihan netron dalam ini atomnya

dengan waktu paruh 12,4 tahun. Secara spontan inti Tritium akan menjadi inti

Helium diserta emisi radiasi beta. Segera setelah terbentuk di atmosfer, Tritium

berubah menjadi molekul air melalui proses oksidasi dan mencapai permukaan

bumi bersama dengan air hujan[2].

Melaluai proses infiltrasi, Tritium bersama air hujan menuju daerah jenuh menjadi

air tanah tertekan. Fungsi waktu tinggal air tanah memepengaruhi aktivitas

Tritium yang belum mengalami proses disintegrasi. Pendekatan kualitatif dihitung

pada perbedaan umur air tanah. Pada akuifer homogen dengan kemenerusan yang

baik, air tanah berasal dari daerah dengan umur air tanah muda menuju daerah

dengan umur air tanah lebih tua.

METODE

Konsentrasi Tritium di dalam air tanah berada dalam jumlah yang kecil,

sehingga perlu proses pengayaan (enrichment). Sintesa cuplikan air tanah dengan

menambahkan kalsium karbida (CaC2) akan menghasilkan gas asetelin (C2H2).

Selanjutnya benzene dengan kemurnian tinggi diperoleh dari proses trimerisasi

gas asetelin menggunakan katalis dasar kromium alumin. Proses pengayaan ini

menggunakan benzene zyntheiser yang berfungsi merubah airtanah menjada

benzene.

Metode pencacahan radiasi beta menggunakan pencacah kelip cair.

Deteksi foton dihasilkan oleh interaksi zat organik bahan pengelip Ultima Gold

dengan partikel beta dalam sampel. Foton yang terpancar ditangkap oleh foto

katoda tabung pengganda electron (photomultiplier tube) dalam alat cacah kelip

cair.

Data pencacahan cuplikan merupakan aktivitas Tritium dalam benzene.

Selanjutnya nilai aktivitas cuplikan dihitung berdasar besarnya aktivitas Tritium

dalam 1 gram hidrogen dalam benxen hasil sintesa. Jika dalam 1 mol air terdapat

18 gram air, maka dalam 1 mol hidrogen terdapat 9 gram air, sehingga aktivitas

Tritium dalam air dihitung berdasar persamaan,

1. A_(tritium(H_2 O))=1/9×A_(tritium(H))

2. Karena 1 dpm/gram aktivitas Tritium dalam air sebesar 3,7x104x60

µCi/mlair sedangkan 0,32×10-8 µCi/mlair sama dengan 1 Tritium Unit

(TU), maka

3. TU=(A_(tritium(H_2 O))/(3,7×〖10〗^4×60))×1/((0,32×10〖10〗^(-8) )

4. Pemetaan nilai TU berdasar posisi geografi dengan mempertimbangkan

informasi geohidrologi digunakan dalam analisis pola gerakan air tanah

dan keberadaan daerah imbuhan[3],[4],[5].

2. Radioaktif Pada Air

Radioaktif adalah bahan yang terkontaminasi dengan radio isotop. Entah

itu medis maupun hasil industry, radioaktif bisa mencemari semua bahan

termasuk air. Air merupakan faktor penting untuk menjadi salah satu bahan

tumpuan yang sangat penting dalam segala bidang. Sehingga keberadaan air

sangat riskan pada suatu institusi yang berdiri.

Dapat dicontohkan radioaktif pada bidang pembangkit listrik Tenaga

nuklir, untuk mendinginkan reaktor tempat dimana reaksi mutasi zat atau unsure

terjadi menggunakan air. Air yang terkena gelombang gama hasil dari reaksi fusi

dan reaksi lain yang terjadi pada unsur radio aktif akan menjadi sangat berbahaya.

Dengan kata lain air tersebut telah terpapar oleh gelombang gama dan terpapar zat

radioaktif.

Pada penelitian laboratium terlihat jelas bahwa radioaktif pada air akan

terlihat dengan meneliti panjang gelombang dan frekuansi yang dikeluarkan oleh

air yang terpapar dengan zat radioaktif. Air yang terpapar oleh radioaktif tidak

bisa dibuang begitu saja pada suatu tempat air, baik itu yang mengalir maupun

tidak. Pencemaran akan menimbulkan kerusakan lingkungan dari tingkat yang

paling dasar hingga tingkat paling tinggi dari ekosistem. Sehingga sangat jelas

bahwa karena air merupakan material yang sangat dibutuhkan oleh semua

makhluk hidup dan karena itulah kerusakan pada air akan merusak tatanan

ekosistem dari tingkat yang paling mendasar.

Air yang terpapar pada sebuah aliran sungai akan memiliki 2 kemungkinan

dan dua kemungkinan ini tergantung bagaimana besarnya terpaparnya air tersebut

oleh radioaktif. 2 kemungkinan itu adalah :

a. air yang tercemar akan langsung membunuh ekosistem dan isinya. Hewan,

tanaman dan mikroorganisme pada air akan mati secara langsung ketika terpapar

oleh zat radioaktif ini. Sehingga kerusakan alam akan langsung terlihat.

b. air yang tercemar tidak langsung membunuh, tetapi akan berdampak secara

tidak langsung. Air yang tercemar oleh zat radioaktif akan mencemari flora dan

fauna pada ekosistem tersebut. Sehingga seluruh ekosistem akan tercemar

radioaktif. Ketika manusia dan makhluk hidup lainnya mengkonsumsi sesuatu

pada ekosistem yang tercemar zat radioaktid tersebut, dampaknya barulah terlihat,

entah itu sebagai kematian maupun sebagai mutasi sel.

Kemungkinan – kemungkinan tersebut tidak ada baiknya dan tidak untuk

dicoba. Terpaparnya air secara tidak langsung akan membuat tanah menjadi

terpapar juga sehingga tanaman akan kesulitan untuk hidup pada daerah tersebut.

Hal yang lebih berbahaya dari air yang terpapar radio aktif adalah ketika air

tersebut telah masuk pada siklus hidrologi, maka air tersebut akan mencemari

lingkungan dengan skala yang lebih luas dan lebih sulit untuk terdeteksi.

Penanganan dan persiapan relokasi akan semakin sulit.

Pendinginan mesin pada industri atau pencucian alat medic dengan

radioaktif khususnya yang melibatkan unsur serentan air harus benar – benar

diperhatikan agar tidak membahayakan seluruh ekosistem. Ketika air pada suatu

daerah tertentu benar – benar tercemar, maka dapat dipastikan bahwa air pada

daerah tersebut memiliki kualitas air yang sangat buruk dengan dampak radioaktif

yang sangat besar.

Water Treatment (Flokulasi, Koagulasi, Sedimentasi)

2.1. Water Treatment

Air merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia, karena tanpa air

kehidupan tidak dapat berlangsung. Air juga banyak mendapat pencemaran.

Berbagai jenis pencemar air berasal dari :

a)    Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan

sebagainya.

b)   Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta

sumber-sumber lainnya.

       Water treatment adalah bagian dari unit utilitas yang sangat vital, yaitu sebagai

unit yang berfungsi dalam pengolahan air yang digunakan untuk mendukung

kegiatan dari produksi itu sendiri antara lain untuk kebutuhan make up cooling

water, pembuatan air demin  dan untuk memenuhi keperluan air bersih dan air

minum baik untuk kompleks maupun untuk pabrik itu sendiri.Masalah air limbah

tidak sesederhana yang dibayangkan karena pengolahan air limbah memerlukan

biaya investasi yang besar dan biaya operasi yang tidak sedikit.

Untuk itu, pengolahan air limbah harus dilakukan dengan cermat, dimulai

dari perencanaan yang teliti, pelaksanaan pembangunan fasilitas instalasi

pengolahan air limbah (IPAL) atau unit pengolahan limbah (UPL) yang benar,

serta pengoperasian yang cermat. Pada umumnya kebutuhan pabrik akan air 

sangat banyak dan perlu sehingga lokasi pabrik dipilih dekat dengan sumber air.

2.2. Proses Water Treatment

            Ada dua proses yang terjadi pada water treatment yaitu proses secara

umum dan proses secara khusus.

1. Proses secara umum

             Water treatment merupakan unit yang berguna dalam pembersihan air

dari air kotor menjadi air bersih, yaitu dengan cara proses klarifikasi yaitu proses

penghilangan suspended solid. Proses tersebut dapat berjalan dengan 3 proses

yaitu :

a.    Proses koagulasi

             Yaitu partikel koloid yang bermuatan sama dinetralisir melalui koagulan.

Reaksinya sebagai berikut :

Al2(SO4  + 3 Ca(OH)2                                              2

Al(OH)3   +    3  CaSO4

            Tahap-tahap koagulasi:

1)   Rapid mixing , yaitu adanya tumbukan menjadi netralisasi sempurna distribusi

koagulan merata.

2)   Netralisasi muatan

3)   Tumbukan partikel

b.    Proses flokulasi

            Yaitu suatu mekanisme dimana flok kecil yang sudah terbentuk dalam

proses koagulasi tadi melalui suatu media flokulan digabungkan menjadi flok

yang lebih besar sehingga cukup berat untuk bisa mengendap. Di dalamnya juga

terdapat rantai yang  panjang dan banyak cabangnya yang berguna sebagai

jembatan penghubung.Hal yang dapat menyebabkan putusnya rantai tersebut

adalah pengadukan yang cepat (rapid mixing). Faktor lain yang dapat

mengganggu adalah kondisi tingkat keasaman lingkungan sekitarnya sehingga

perlu menginjeksikan chemical’s NaOH sebagai pH adjuster.

c.    Sedimentasi

            Dasar teori yang dipakai untuk proses sedimentasi adalah hukum stoke,

yaitu floks yang besar tersebut mengalami pengendapan. Adapun faktor-faktor

yang mempengaruhinya yaitu antara lain :

1)   Dosis koagulan dan flokulan.

2)   Mixing, pH, temperatur, warna air baku

3)   Level interface dan blowndown lumpur di klarifier.

2. Proses secara khusus

            Air baku yang berasal dari sungai disebut dengan raw water intake yang

dipompa melalui unit RPA untuk diproses lebih lanjut ke unit operasi water

treating plant. Raw water intake masuk melalui bagian bawah clarifier. Setelah itu

air melalui wilayah yang disebut dengan sand filter untuk mendapatkan perlakuan

penyaringan atau filtrasi dengan menggunakan pasir (sand), koral (gravel) dan

antrasit yang berfungsi untuk menghilangkan atau mereduksi zat tersuspensi yang

terikut didalam air umpan. Secara periodik (24 jam) saringan harus di backwash

untuk menghilangkan flok yang tertangkap selama filtrasi di permukaan filter.

            Air yang keluar (yang merupakan air bersih) dari sand filter kemudian

dipompakan ke tanki pengumpul (storage tank). Untuk menjaga agar pH air bersih

tersebut on specification (7,5-8,5) maka diinjeksikan NaOH liquid. Di dalam

storage tank terdapat juga kation exchanger (H2SO4), anion exchanger (NaOH),

dan mix bed (H2SO4  +  NaOH). Kemudian didapatkanlah treat water atau air

bersih yang telah dapat untuk didistribusikan.

2.3. Peralatan pada Water Treatment

Sebagai contoh untuk skala pabrik sumber air baku untuk pembuatan

airnya diambil dari air sungai. Secara singkat pengolahan air dari sungai tersebut

mengalami beberapa tahapan, adapun peralatan yang digunakan dalam unit water

treatment adalah sebagai berikut :

1)   Filter (saringan)

2)   Pompa

3)   Flocculator

4)   Clarifier

5)   Clear well

6)   Sand Filter

7)   Filtered Water Storage Tank

Unit-unit di atas memiliki fungsi dan prinsip kerja yang berbeda-beda satu

sama lain. Berikut ini merupakan pembahasan mengenai unit-unit di atas yaitu

antara lain :

1.    Filter

Yang dimaksud dengan filter disini adalah alat penyaringan air yang

memiliki kerapatan yang cukup besar. Hal ini sesuai dengan fungsinya yaitu untuk

menyaring benda padat kasar yang terapung disekitar pompa air, sehingga

kerusakan pompa dapat terhindar akibat tersumbat. Prinsip kerja dari filter yaitu

hanya menerima air yang didistribusikan oleh pompa dan pada filter terjadi

pemisahan antara benda padat kasar dan air.

2.    Pompa

Disini pompa berfungsi untuk mendistribusikan air (air sungai) dan akan

kemudian di olah kembali. Prinsip kerja dari pompa yaitu mendistribusikan air

dari sumber air dan kemudian diolah kembali oleh alat-alat selanjutnya.

3.    Flocculator

Flocculator adalah bagian yang berupa tangki dengan diameter, tinggi dan

kapasitas tertentu sesuai dengan keperluan. Prinsip kerja dari flocculator

menampung air yang didistribusikan oleh pompa kemudian koloid-koloid yang

terdapat bersama-sama dengan air dikoagulasi karena pengaruh beberapa bahan

kimia yang diberikan. Selanjutnya koloid yang berbentuk flock ini tertinggal di

flocculator kemudian airnya diproses pada alat selanjutnya.

Air sungai yang dipompakan, sebelum masuk kedalam flocculator maka

diinjeksikan dengan berbagai macam bahan kimia, antara lain:

a.    Larutan alum ( Al2SO4)

Larutan ini berfungsi untuk memperbesar ukuran partikel-partikel koloid

sehingga akan lebih mudah terbentuk floc-floc dan mengendap. Suspensi koloid 

terdiri dari ion-ion bermuatan negatif sehingga akan terjadi peristiwa tolak-

menolak antar ion. Apabila ion –ion yang bermuatan positif yang terdapat dalam

zat pengendap (coagulant chemicals) bersentuhan dengan ion-ion negatif maka

akan terbentuk gumpalan berupa gelatin. Dengan demikian ukuran partikel akan

bertambah besar sehingga dapat dipisahkan dengan cara pengendapan. Berbagai

usaha telah banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat

dihindari atau setidaknya diminimalkan.

b.    Coagulant Aid

Berfungsi untuk memperbesar partikel koloid dan membentuk floc tank,

sehingga proses pengendapan berlangsung lebih cepat dan sempurna. Bahan kimia

polimer sering dipakai sebagai koagulan. Bahan kimia polimer sering dipakai

sebagai koagulan/flokulan pembantu dalam proses flokulasi di IPA, polimer

berfungsi membantu membentuk makroflok yang akan menahan abrasi setelah

terjadi destabilisasi dan pembentukan mikroflok disebabkan oleh koagulan.

Adsorpsi koagulan pembantu pada mikroflok penting supaya makroflok dapat

terbentuk. Hal ini sangat dipengaruhi oleh karakteristik batas permukaan antara

molekul dan hal ini sangat tergantung pada komposisi air.

Sesuai dengan muatan elektrostatik dalam larutan air, koagulan/flokulan

pembantu dikelompokkan menjadi non ionogen, anion aktif dan kation aktif.

Bahan kimia pendukung lainnya yang dimaksud adalah zat kimia yang digunakan

untuk membantu berlangsungnya proses koagulasi-flokulasi. Zat ini biasanya

ditambahkan sebelum proses koagulasi dilakukan. Zat-zat tersebut berfungsi

untuk penetapan pH, sebagai zat pemberat, sebagai oksidator, sebagai adsorben

dan sebagai elektrolit.

Penetapan pH yang dimaksud adalah penetapan pH optimum untuk

koagulasi, ditetapkan untuk memenuhi persyaratan pH berada pada jangkauan

yang disyaratkan untuk setiap jenis koagulan yang digunakan. Ada beberapa zat

kimia yang digunakan untuk penetapan pH pada pengolahan air adalah :

1)   Kapur CaO, Ca(OH)2 berfungsi untuk menaikan pH

2) Soda abu (Na2CO3)

3) Soda api (NaOH)

4) Asam sulfat (H2SO4) , CO2 berfungsi untuk menurunkan pH

Dengan adanya partikel-partikel suspensi yang ditambahkan, akan terjadi

tumbukan antar partikel, sehingga terjadi aglomerasi antar partikel. Disamping

tumbukan antar partikel zat ini juga dapat meningkatkan daya adsorpsi partikel.

c.    Gas Klorin

          Merupakan zat pembunuh bakteri, jamur, mikroorganisme yang terdapat

didalam air. Dosis yang digunakan adalah 5 ppm. Sebelumnya digunakan kaporit

(CaOCl2), kaporit lebih baik dari pada chlorine karena dapat dengan cepat

mengendapkan lumpur sehingga air akan lebih bersih.

d.   Caustic Soda (NaOH)

Berfungsi untuk mengatur pH air sungai karena pada sistem pembentukan

floc dibutuhkan kondisi dengan pH 5,5 s.d 6,2. Pemakaian NaOH memiliki dosis

standar tersendiri. Dosis yang digunakan adalah 2 sampai dengan 5 ppm. Kondisi

pH harus dijaga lebih dari 5,5 agar floc terbentuk dan pH harus kecil dari 6,2 agar

floc yang terbentuk tadi tidak akan pecah lagi. Flocculator juga dilengkapi dengan

pengaduk yang berfungsi menghomogenkan air sungai dan bahan kimia yang

telah diinjeksikan tersebut.

4.    Clarifier

Clarifier berfungsi sebagai tempat pembentukan flok dengan penambahan

larutan Alum (Al2(SO4)3 sebagai bahan. Pada Clarifier terdapat mesin agitator

yang berfungsi sebagai alat untuk mempercepat pembentukan flok. Pada Clarifier

terjadi pemisahan antara air bersih dan air kotor. Air bersih ini kemudian

disalurkan dengan menggunakan pipa yang besar untuk kemudian dipompakan ke

filter. Clarifier terbuat dari beton yang berbentuk bulat yang dilengkapi dengan

penyaring dan sekat. Dari inlet pipa clarifier, air masuk ke dalam primary

reaction zone.

Di dalam primary reaction zone dan secondary reaction zone, air dan

bahan kimia (koagulan yaitu tawas) diaduk dengan alat agitataor blade agar

tercampur homogen. Maka koloid akan membentuk butiran-butiran flokulasi. Hal

ini dilakukan karena penyelesaian gravitasi efektif daerah cenderung desain pelat

sebanding dengan total luas permukaan miring rak piring. Air yang telah

bercampur dengan koagulan membentuk ikatan flokulasi, masuk melalui return

floc zone dialirkan ke clarification zone. Sedimen yang mengendap dalam

concentrator dibuang.

Hal ini berlangsung secara otomatis yang akan terbuka setiap satu jam

sekali dalam waktu 1 menit. Air yang masuk ke dalam clarification zone sudah

tidak dipengaruhi oleh gaya putaran oleh agitator, sehingga lumpurnya

mengendap. Air yang berada dalam clarification zone adalah air yang sudah

jernih. Clarifier terbuat dari beton yang berdiameter dan dilengkapi dengan

pengaduk.

Pada clarifier air terdiri dari flocculator dipisahkan floc-floc nya dengan

cara pengendapan yang disertai dengan pengadukan berputaran rendah. Hal ini

berfungsi untuk membentuk floc (gumpalan) dari partikel yang berukuran kecil.

Clarifiers terutama digunakan dalam air limbah industri pengolahan untuk

memisahkan padatan dari limbah cair di sungai. Clarifier adalah langkah ketiga

dalam proses yang biasanya merupakan proses empat langkah untuk air dan

pengolahan air limbah. Dalam pengolahan air limbah empat langkah utama adalah

pengumpulan dan homogenisasi limbah, pH penyesuaian, klarifikasi, dan sludge

dewatering.

 Peralatan klarifikasi konvensional memerlukan permukaan yang jauh

lebih besar dalam rangka penghapusan cocok dengan makanan padat kapasitas

suatu lapisan tipis clarifier. Tingkat loading dapat diterapkan pada sebuah lapisan

tipis ukuran clarifier/pemukim dengan menggantikan daerah yang diproyeksikan

untuk penyelesaian permukaan luas clarifier konvensional. Selama proses

clarification, dihilangkan juga water hardness (air keras) yaitu garam kalsium dan

magnesium yang larut dalam air.

Hardness dapat dikurangi dengan jalan mereaksikan zat-zat kimia yang

akan mengendapkan hardness tersebut. Air bersih hasil pengendapan dipisahkan

melalui over flow di bibir clarifier dan endapannya dibuang (blowdown) melalui

bagian bawah clarifier. Kualitas air pada clarifier dapat dikontrol di outlet

clarifier dengan parameter pH antara 5,5 s.d 6,2 kadar chlorine 0,3 s.d 1,5 ppm

dan turbidity kurang dari 5 ppm.

5.    Clear well

Salah satu unit bangunan di dalam TPA (instalasi pengolahan air bersih)

yang berfungsi sebagai penampung/wadah sementara (reservoir) air hasil

pengolahan. Pada beberapa instalasi, unit ini juga berfungsi sebagai tempat

pembubuhan desinfektan. Pipa transmisi adalah pipa pipa pembawa air minum

yang menghubungkan bak penampung air (clear well) dengan bak penampung air

distribusi (reservoir distribution).

Reservoir berfungsi sebagai tempat penampungan air bersih yang telah

disaring melalui filter, air ini sudah menjadi air yang bersih yang siap digunakan

dan harus dimasak terlebih dahulu untuk kemudian dapat dijadikan air minum.

Unit ini juga digunakan sebagai waduk untuk menyimpan disaring kuantitas air

yang memadai untuk mencegah kebutuhan yang berbeda-beda untuk menilai

penyaringan dengan variasi permintaan, Pada beberapa instalasi, unit ini juga

berfungsi sebagai tempat pembubuhan desinfektan untuk menjaga kualitas air.

Berbagai usaha telah banyak dilakukan agar tidak terjadi pencemaran terhadap air.

dapat dihindari atau setidaknya diminimalkan.

6.    Sand Filter

Sand Filter digunakan untuk pemurnian air. Ada tiga jenis utama;

1.    Rapid (gravity) sand filters

2.    Upflow sand filters

3.      Slow sand filters

Semua tiga metode yang digunakan dalam industri di seluruh dunia. Dua

yang pertama mengharuskan penggunaan bahan kimia flocculant untuk bekerja

secara efektif. Sementara slow sand filters dapat menghasilkan kualitas air sangat

tinggi bebas dari patogen, rasa dan bau tanpa memerlukan bantuan kimia.

Penyaring yang digunakan adalah rapid sand fliter (filter saringan cepat). Sand

filter jenis ini berupa bak yang beriisi pasir kwarsa yang berfungsi untuk

menyaring flok halus dan kotoran lain yang lolos dari klarifier (clearator).

Air yang masuk ke filter ini telah dicampur terlebih dahulu dengan klorin

dan tawas. Media penyaring biasanya lebih dari satu lapisan, yaitu pasir kwarsa

dan batu dengan mesh tertentu. Air mengalir ke bawah melalui media tersebut.

Zat-zat padat yang tidak larut akan melekat pada media, sedangkan air yang jernih

akan terkumpul di bagian dasar dan mengalir keluar melalui suatu pipa menuju

reservoir. Flocculated air melewati Rapid (gravity) sand filters luar floc dan

partikel-partikel yang terperangkap di dalamnya mengurangi jumlah bakteri dan

menghilangkan sebagian besar padatan. Media penyaring adalah pasir dengan

karakteristik yang berbeda-beda. Di mana rasa dan bau mungkin menjadi masalah

(organoleptik dampak), sand filter mungkin termasuk lapisan karbon aktif untuk

menghilangkan rasa dan bau seperti itu.

Sand filter menjadi tersumbat dengan periode floc setelah digunakan dan

mereka kemudian dicuci backwashed atau tekanan untuk menghapus floc. Air

backwash ini dijalankan ke tank menetap sehingga dapat menyelesaikan floc

keluar dan kemudian dibuang sebagai bahan limbah. Di beberapa negara lumpur

dapat digunakan sebagai Pemeliharaan filter yang tidak memadai telah menjadi

penyebab pencemaran air minum sesekali. Sand filter kadang-kadang digunakan

dalam pengolahan limbah sebagai tahap pemolesan akhir. Dalam menyaring

jebakan pasir sisa bahan ditangguhkan dan bakteri dan menyediakan matriks fisik

untuk bakteri dekomposisi bahan nitrogen, termasuk amonia dan nitrat, ke

nitrogen gas.

Dari clear well, air disaring di sand filter yang bertujuan memisahkan

kotoran halus yang terdapat dalam air bersih dan mengurangi ion nitrat ataupun

nitrit yang tidak terendapkan pada flocculator. Untuk melihat indikasi sand filter

telah menurun dapat dimonitoring dengan pressure drop. Untuk mengeluarkan

kotoran yang tertahan pada saat operasi maka dilakukan backwash. Air yang

keluar dari sand filter diharapkan mempunyai turbidity maksimum yaitu sebanyak

1 ppm.

7.      Filtered Water Storage Tank

Air hasil proses di sand filter kemudian ditampung di filtered water

storage tank  kualitas yang diharapkan ada pada air hasil pengolahan. Diharapkan

air yang dihasilkan sudah sesuai dengan standar dan layak untuk dikonsumsi atau

diolah lebih lanjut.

2.4. Karakteristik Air

Air memiliki persyaratan tersendiri untuk menentukan apakah air tersebut

layak atau tidak untuk dikonsumsi. Air yang layak untuk dikonsumsi biasanya

bersih, jernih dan juga tidak berbau. Berikut merupakan beberapa karakteristik air

yaitu sebagai berikut :

1.    Kekeruhan

Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan

organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh

buangan industri.

2.    Temperatur

Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut.

Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak

sedap akibat degradasi anaerobik yang mungkin saja terjadi.

3.    Warna

            Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan

tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta

tumbuh-tumbuhan.

4.    Solid (zat padat)

Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan

turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar

matahari kedalam air.

5.    Bau dan rasa

Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti

alga serta oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik,

dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu.

6.    pH

Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air

dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam

bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh

pH.

7.    DO (dissolved oxygent)

DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa

dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air

semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.

8.    BOD (biological oxygent demand)

BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme

untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air

buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas

self purification badan air penerima.

9.    COD (chemical oxygent demand)

COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi

bahan-bahan organik secara kimia. Reaksinya adalah sebagai berikut :

+ 95%terurai

Zat Organik + O2 → CO2 + H2O

10.    Kesadahan

Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian

sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian

untuk industri (air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air

tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar

residu terlarut yang tinggi dalam air.

11.    Senyawa-senyawa kimia yang beracun

Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan

racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l).

Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau

ligam, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen

terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia sehingga diperlukan disenfektan

yang berfungsi untuk mengurangi racun tersebut. Adapun disenfektan yang

digunakan antara lain:

a)    Tawas

Tawas merupakan bahan koagulan yang paling banyak digunakan karena

bahan ini paling ekonomis, mudah diperoleh di pasaran serta mudah

penyimpanannya. Tawas akan berikatan dengan kekeruhan (koloid) membentuk

gumpalan atau flok. Flok kimia (kimflok) yang terbentuk lalu diendapkan di unit

sedimentasi.

Sedangkan kimflok ringan yang lolos-tidak mengendap-disaring di filter

pasir silika. Adapun air tanah (misalnya mata air), lantaran sudah jernih, tak perlu

lagi ditambah tawas. Hanya perlu kaporit sebagai disinfektan, pembasmi

bakteri.Jumlah pemakaian tawas tergantung kepada turbidity (kekeruhan) air

baku. Semakin tinggi turbidity air baku maka semakin besar jumlah tawas yang

dibutuhkan. Pemakain tawas juga tidak terlepas dari sifat-sifat kimia yang

dikandung oleh air baku tersebut. Reaksi yang terjadi pada air yang dipakai tawas

adalah sebagai berikut:

Al2(SO4)3 .→ 2 Al+3 + 3(SO4)-2

Air akan mengalami :

H2O .→ H+ + OH-

2 Al+3 + 6OH- .→ 2Al(OH)3

Selain itu akan dihasilkan asam :

3(SO4)-2 + 6H+ .→ 3H2SO4

Dengan demikian makin banyak dosis tawas yang ditambahkan maka pH

akan semakin turun, karena dihasilkan asam sulfat sehingga perlu dicari dosis

tawas.

b)   Kapur

Pengaruh penambahan kapur Ca(OH)2 akan menaikkan pH dan bereaksi

dengan bikarbonat membentuk endapan CaCO3. Bila kapur yang ditambahkan

cukup banyak sehingga pH menjadi 10,5 maka akan membentuk endapan

Mg(OH)2. Kelebihan ion Ca pada pH tinggi dapat diendapkan dengan

penambahan soda abu. Reaksinya adalah :

Ca(OH)2 + Ca(HCO)3 .→ 2CaCO3 + 2H2O

2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 .→ 2CaCO3↓ + Mg(OH)2↓ + 2H2O

Ca(OH)2 + Na2CO3 .→ CaCO3↓ + 2NaOH

c)    Klorin

Klorin banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah

sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator, klorin digunakan untuk

menghilangkan bau dan rasa pada pengolahan air bersih. Untuk mengoksidasi

Fe(II) dan Mn(II) yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe(III) dan

Mn(III). Yang dimaksud dengan klorin tidak hanya Cl2 saja akan tetapi termasuk

pula asam hipoklorit (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl-), juga beberapa jenis

kloramin seperti monokloramin (NH2Cl) dan dikloramin (NHCl2) termasuk di

dalamnya.

Klorin dapat diperoleh dari gas Cl2 atau dari garam-garam NaOCl dan

Ca(OCl)2. Kloramin terbentuk karena adanya reaksi antara amoniak (NH3) baik

anorganik maupun organik aminoak di dalam air dengan klorin. Bentuk

desinfektan yang ditambahkan akan mempengaruhi kualitas yang didesinfeksi.

Penambahan klorin dalam bentuk gas akan menyebabkan turunnya pH air, karena

terjadi pembentukan asam kuat. Akan tetapi penambahan klorin dalam bentuk

natrium hipoklorit akan menaikkan alkalinity air tersebut sehingga pH akan lebih

besar yang berarti penambahan klorin dapat meningkatkan pH dari air itu sendiri.

Sedangkan kalsium hipoklorit akan menaikkan pH dan kesadahan total air yang

didesinfeksi.

d)   Disinfeksi dengan cahaya matahari

Sinar ultra violet dari matahari dapat dipergunakan untuk menginaktifkan

dan menghancurkan patogen yang terdapat dalam air. Isi wadah plastik transparan

dengan air dan pajankan dengan sinar matahari secara menyeluruh selama kurang

lebih 5 jam(atau dua hari penuh bila langit berawan). Disinfeksi timbul sebagai

kombinasi dari radiasi dan pemanasan. Jika temperatur air mencapai setidaknya

50oC, waktu pajanan cukup 1 jam. Contoh yang baik adalah sistem dimana

dipergunakan botol yang setengahnya diwarnai hitam untuk meningkatkan panas

yang diperoleh dengan sisi bening botol menghadap matahari.

Clear well terbuat dari baja yang berdiameter dan mempunyai tinggi

tertentu. Air yang keluar dari clarifier dikirim ke clear well yang berfungsi

sebagai penampung air dalam jumlah banyak sebelum di pompakan ke unit sand

filter. Di clear well air dijaga pH nya dengan menyuntikkan NaOH (caustic

soda). 

Instalasi Pengolahan Air   Bersih

Posted on December 3, 2010 by Aryansah

Air adalah salah satu kebutuhan utama bagi manusia, untuk kebutuhan minum, mandi, cuci, masak, dan lainnya. Ketersediaan air bersih di sebuah kawasan

sangatlah penting. Namun, mengingat bahwa tidak semua kawasan mendapatkan air bersih, maka perlu adanya pemerataan distribusi air bersih bagi masyarakat.

Kriteria air bersih biasanya meliputi 3 aspek, yaitu kualitas, kuantitas, dan kontinuitas. Dalam usaha menyediakan air bersih, biasanya BUMN di Indonesia yang berkaitan dengan hal ini adalah PDAM – Perusahaan Dagang Air Minum. Kadang ada yang menyindirnya sebagai Perusahaan Dagang Air Mandi, karena terkadang air yang didistribusikan tidak memenuhi kriteria air minum, hehehe..

Anyway, secara teknis, tulisan ini sebenarnya akan membahas mengenai jenis-jenis pengolahan air bersih. Secara umum, pengolahan air bersih terdiri dari 3, yaitu pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtari, adsorpsi, dan lain-lain. Pada pengolahan secara kimiawi, terdapat penambahan bahan kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya digunakan untuk menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Pada pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme sebagai media pengolahnya.

PDAM, biasanya melakukan pengolahan secara fisika dan kimiawi dalam proses penyediaan air bersih. Secara umum, skema pengolahan air bersih di daerah-daerah di Indonesia terlihat seperti pada gambar di bawah. Terdapat 3 bagian penting dalam sistem pengolahannya.

Skema pengolahan air bersih

1. Bangunan Intake

Bangunan intake ini berfungsi sebagai bangunan pertama untuk masuknya air dari sumber air. Pada umumnya, sumber air untuk pengolahan air bersih, diambil dari sungai. Pada bangunan intake ini biasanya terdapat bar screen yang berfungsi untuk menyaring benda-benda yang ikut tergenang dalam air. Selanjutnya, air akan masuk ke dalam sebuah bak yang nantinya akan dipompa ke bangunan selanjutnya, yaitu WTP – Water Treatment Plant.

2. Water Treatment Plant

Water Treatment Plant atau lebih populer dengan akronim WTP adalah bangunan utama pengolahan air bersih. Biasanya bagunan ini terdiri dari 4 bagian, yaitu : bak koagulasi, bak flokulasi, bak sedimentasi, dan bak filtrasi. Nah, sekarang kita bahas satu per satu bagian-bagian ini.

a. Koagulasi

Dari bangunan intake, air akan dipompa ke bak koagulasi ini. Apa yang terjadi dalam bak ini..?? pada proses koagulasi ini dilakukan proses destabilisasi partikel koloid, karena pada dasarnya air sungai atau air-air kotor biasanya berbentuk koloid dengan berbagai partikel koloid yang terkandung di dalamnya. Destabilisasi partikel koloid ini bisa dengan penambahan bahan kimia berupa tawas, ataupun dilakukan secara fisik dengan rapid mixing (pengadukan cepat), hidrolis (terjunan atau hydrolic jump), maupun secara mekanis (menggunakan batang pengaduk). Biasanya pada WTP dilakukan dengan cara hidrolis berupa hydrolic jump. Lamanya proses adalah 30 – 90 detik.

Proses Koagulasi Secara Mekanis dengan mesin pemutar

b. Flokulasi

Setelah dari unit koagulasi, selanjutnya air akan masuk ke dalam unit flokulasi. Unit ini ditujukan untuk membentuk dan memperbesar flok. Teknisnya adalah dengan dilakukan pengadukan lambat (slow mixing).

Proses Flokulasi Partikel Koloid

c. Sedimentasi

Setelah melewati proses destabilisasi partikel koloid melalui unit koagulasi dan unit flokulasi, selanjutnya perjalanan air akan masuk ke dalam unit sedimentasi. Unit ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel koloid (biasanya berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Dalam bak sedimentasi, akan terpisah antara air dan lumpur.

Proses Sedimentasi

Gabungan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi disebut unit aselator

Unit Aselator pada Water Treatment Plant

d. Filtrasi

Setelah proses sedimentasi, proses selanjutnya adalah filtrasi. Unit filtrasi ini, sesuai dengan namanya, adalah untuk menyaring dengan media berbutir. Media berbutir ini biasanya terdiri dari antrasit, pasir silica, dan kerikil silica denga ketebalan berbeda. Dilakukan secara grafitasi.

Unit Filtrasi

Selesailah sudah proses pengolahan air bersih. Biasanya untuk proses tambahan, dilakukan disinfeksi berupa penambahan chlor, ozonisasi, UV, pemabasan, dan lain-lain sebelum masuk ke bangunan selanjutnya, yaitu reservoir.

3. Reservoir

Setelah dari WTP dan berupa clear water, sebelum didistribusikan, air masuk ke dalam reservoir. Reservoir ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara grafitasi. Karena kebanyakan distribusi di kita menggunakan grafitasi, maka reservoir ini biasanya diletakkan di tempat dengan eleveasi lebih tinggi daripada tempat-tempat yang menjadi sasaran distribusi. Biasanya terletak diatas bukit, atau gunung.

Reservoir air bersih

Gabungan dari unit-unit pengolahan air ini disebut IPA – Instalasi Pengolahan Air. Untuk menghemat biaya pembangunan, biasanya Intake, WTP, dan Reservoir dibangun dalam satu kawasan dengan ketinggian yang cukup tinggi, sehingga tidak diperlukan pumping station dengan kapasitas pompa dorong yang besar untuk menyalurkan air dari WTP ke reservoir. Barulah, setelah dari reservoir, air bersih siap untuk didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi.

Proses Pengolahan Air Bersih